湖南师范大学附中2025届高三第四次模拟考试物理试卷含解析

湖南师范大学附中2025届高三第四次模拟考试物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，理想变压器原线圈串联一个定值电阻之后接到交流电源上，电压表的示数恒定不变，电压表和的示数分别用和表示，电流表A的示数用Ⅰ表示，所有电表都可视为理想电表。当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，下列说法正确的是（）A．和的比值不变B．电流表A的示数Ⅰ增大C．电压表的示数减小D．电阻和滑动变阻器R消耗的功率的比值总是等于2、如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光．从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是（）A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B．灯泡中的电流方向每秒改变次C．线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωtD．变压器原、副线圈匝数之比为3、研究光电效应的实验规律的电路如图所示，加正向电压时，图中光电管的A极接电源正极，K极接电源负极时，加反向电压时，反之．当有光照射K极时，下列说法正确的是A．K极中有无光电子射出与入射光频率无关B．光电子的最大初动能与入射光频率有关C．只有光电管加正向电压时，才会有光电流D．光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大4、静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正方向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷（）A．在x2和x4处电势能相等 B．由x1运动到x3的过程中电势能增大C．由x1运动到x4的过程中电势能先减小后增大 D．由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大5、下列说法中正确的是A．用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力B．在阳光照射下，可以观察到教室空气中飞舞的尘埃作无规则运动，属于布朗运动C．一定质量的理想气体温度升高其压强一定增大D．一定质量的理想气体温度升高其内能一定增大6、如图所示，一个带正电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为若加上一个垂直于纸面指向纸外的方向的磁场，则物体滑到底端时（）A．v变大 B．v变小 C．v不变 D．不能确定二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、空间中有水平方向的匀强电场，同一电场线上等间距的五个点如图所示，相邻各点间距均为。一个电子在该水平线上向右运动，电子过点时动能为，运动至点时电势能为，再运动至点时速度为零。电子电荷量的大小为，不计重力。下列说法正确的是（）A．由至的运动过程，电场力做功大小为B．匀强电场的电场强度大小为C．等势面的电势为D．该电子从点返回点时动能为8、倾斜传送带在底端与水平面平滑连接，传送带与水平方向夹角为，如图所示。一物体从水平面以初速度v0冲上传送带，与传送带间的动摩擦因数为，已知传送带单边长为L，顺时针转动的速率为v，物体可视为质点，质量为m，重力加速度为g。则物体从底端传送到顶端的过程中（）A．动能的变化可能为B．因摩擦产生的热量一定为C．因摩擦产生的热量可能为D．物体的机械能可能增加mgLsin9、在匀强磁场中，一矩形金属线圈共100匝，绕垂直于磁场的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A．时，线圈在中性面B．线圈产生的交变电动势的频率为100HzC．若不计线圈电阻，在线圈中接入定值电阻，则该电阻消耗的功率为D．线圈磁通量随时间的变化率的最大值为10、如图所示，在第一象限内，存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向外。在y轴上的A点放置一放射源，可以不断地沿xOy平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量+q的同种粒子，这些粒子打到x轴上的P点。知OA＝OP＝L。则A．粒子速度的最小值为v=B．粒子速度的最小值为v=C．粒子在磁场中运动的最长时间为t=D．粒子在磁场中运动的最长时间为t=三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g。（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_________。A．小球的质量mB．AB之间的距离HC．小球从A到B的下落时间tABD．小球的直径d（2）小球通过光电门时的瞬时速度v=_________(用题中所给的物理量表示)。（3）调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k0=__________。（4）在实验中根据数据实际绘出—H图象的直线斜率为k（k＜k0），则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值=_______________（用k、k0表示）。12．（12分）某学习小组利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验，其主要实验步骤如下：A．用游标卡尺测量挡光条的宽度为d，用天平测量滑块（含挡光条）的质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m；B．调整气垫导轨水平；C．光电门移到B处，读出A点到B点间的距离为x1，滑块从A处由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间为t1；D．多次改变光电门位置，重复步骤C，获得多组数据。请回答下列问题：(1)用游标卡尺测量挡光条的宽度时示数如图2所示，其读数为___________mm；(2)调整气垫导轨下螺丝，直至气垫导轨工作时滑块轻放在导轨上能__________，表明导轨水平了；(3)在实验误差允许范围内，机械能守恒定律得到验证，则如图丙图象中能正确反映光电门的挡光时间t随滑块的位移大小x的变化规律的是_________。A．B．C．D．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）（锂核）是不稳定的，它会分裂成一个α粒子和一个质子，同时释放一个γ光子（1）写出核反应方程；（2）一个静止的分裂时释放出质子的动量大小为P1，α粒子的动量大小为P2，γ光子与α粒子运动方向相同，普朗克常量为h。求y光子的波长λ。14．（16分）如图所示，一半径为R=30.0cm，横截面为六分之一圆的透明柱体水平放置，O为横截面的圆心，该柱体的BO面涂有反光物质，一束光竖直向下从A点射向柱体的BD面，入射角i=45°，进入柱体内部后，经过一次反射恰好从柱体的D点射出。已知光在真空中的速度为c=3.00×108m/s，sin37.5°=0.608，sin45°=0.707，sin15°=0.259，sin22.5°=0.383，试求：（结果保留3位有效数字）(1)透明柱体的折射率；(2)光在该柱体的传播时间t。15．（12分）如图所示，可视为质点的质量为m=1.2kg的小滑块静止在水平轨道上的A点，在水平向右的恒定拉力F=4N的作用下，从A点开始做匀加速直线运动，当其滑行到AB的中点时撤去拉力，滑块继续运动到B点后进入半径为R=1.3m且内壁光滑的竖直固定圆轨道，在圆轨道上运行一周后从B处的出口（未画出，且入口和出口稍稍错开）出来后向C点滑动，C点的右边是一个“陷阱”，D点是平台边缘上的点，C、D两点的高度差为h=1.2m，水平距离为x=1.6m。已知滑块运动到圆轨道的最高点时对轨道的压力大小刚好为滑块重力的3倍，水平轨道BC的长度为l2=2.1m，小滑块与水平轨道AB、BC间的动摩擦因数均为=1．5，重力加速度g=11m/s2。(1)求水平轨道AB的长度l1；(2)试通过计算判断小滑块能否到达“陷阱”右侧的D点；(3)若在AB段水平拉力F作用的范围可变，要达到小滑块在运动过程中，既不脱离竖直圆轨道，又不落入C、D间的“陷阱”的目的，试求水平拉力F作用的距离范围。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

ABC．当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，副线圈回路中电阻增大，副线圈回路中电流减小，则原线圈电流减小，即电流表示数减小，两端电压减小，恒定不变，则增大，则和的比值变小，故ABC错误；D．因为是理想变压器，滑动变阻器R消耗的功率等于原线圈输入功率，则故D正确。故选D。2、C【解析】图示位置穿过线框的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，选项A错误；交流电的周期为，一个周期内电流方向改变两次，则灯泡中的电流方向每秒改变次，选项B错误；交流电的电动势最大值：Em=nBSω，则线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωt,选项C正确；交流电的有效值为,则,选项D错误；故选C.点睛：此题关键是掌握交流电的瞬时值、最大值及有效值的意义，知道它们之间的关系；掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决．3、B【解析】

K极中有无光电子射出与入射光频率有关，只有当入射光的频率大于K极金属的极限频率时才有光电子射出，选项A错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能与入射光频率有关，选项B正确；光电管加反向电压时，只要反向电压小于截止电压，就会有光电流产生，选项C错误；在未达到饱和光电流之前，光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大，达到饱和光电流后，光电流的大小与正向电压无关，选项D错误.4、B【解析】

首先明确图像的物理意义，结合电场的分布特点沿电场线方向电势差逐点降低，综合分析判断。【详解】A．x2﹣x4处场强方向沿x轴负方向，则从x2到x4处逆着电场线方向，电势升高，则正电荷在x4处电势能较大，A不符合题意；B．x1﹣x3处场强为x轴负方向，则从x1到x3处逆着电场线方向移动，电势升高，正电荷在x3处电势能较大，B符合题意；C．由x1运动到x4的过程中，逆着电场线方向，电势升高，正电荷的电势能增大，C不符合题意；D．由x1运动到x4的过程中，电场强度的绝对值先增大后减小，故由F=qE知电场力先增大后减小，D不符合题意故选B。5、D【解析】

A项：用打气筒打气时，里面的气体因体积变小，压强变大，所以再压缩时就费力，与分子之间的斥力无关，故A错误；B项：教室空气中飞舞的尘埃是由于空气的对流而形成的；不是布朗运动；故B错误；C项：由理想气体状态方程可知，当温度升高时如果体积同时膨胀，则压强有可能减小；故C错误；D项：理想气体不计分子势能，故温度升高时，分子平均动能增大，则内能一定增大；故D正确。6、A【解析】

未加磁场时，根据动能定理，有加磁场后，多了洛伦兹力，洛伦兹力不做功，根据左手定则，洛伦兹力的方向垂直斜面向上，所以物体对斜面的压力减小，所以摩擦力变小，摩擦力做的功变小，根据动能定理，有Wf′＜Wf所以v′＞v．故A正确，BCD错误。

故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】

A．电场线沿水平方向，则等间距的各点处在等差等势面上。电子沿电场线方向做匀变速运动。电子从至的过程，电势能与动能之和守恒，动能减小了，则电势能增加了，则电势差则电子从至的过程，电场力做负功，大小为A正确；B．电场强度大小B错误；C．电子经过等势面时的电势能为，则点的电势又有则C错误；D．电子在点时动能为，从减速运动至，然后反向加速运动再至点，由能量守恒定律知电子此时的动能仍为，D正确。故选AD。8、ACD【解析】

因为，则分析物体的运动得分两种情况：第一种情况是，物体滑上传送带后先减速后匀速，最终速度为，由动能定理可知动能的变化为；相对运动过程中摩擦生热增加的机械能为第二种情况是，物体滑上传送带后一直做匀速直线运动，摩擦生热增加的机械能综上所述，选项B错误，ACD正确。故选ACD。9、ACD【解析】

A．t=0.01s时，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈在中性面位置，故A正确。B．由图可知周期为0.02s，则频率为f=50Hz，故B错误。C．线圈产生的交变电动势有效值为电阻消耗的功率故C正确。D．t=0.005s电动势最大为311V，则磁通量随时间的变化率为故D正确。故选ACD。10、AD【解析】设粒子的速度大小为v时，其在磁场中的运动半径为R，则由牛顿运动定律有：qBv=mv2R；

若粒子以最小的速度到达P点时，其轨迹一定是以AP为直径的圆（图中圆O由几何关系知：sAP=2l；R=22l

，则粒子的最小速度v=2qBl2m，选项A正确，B错误；粒子在磁场中的运动周期T=2πmqB；设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为θ，则粒子在磁场中的运动时间为：t＝点睛：电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，关键是画出轨迹，找出要研究的临界状态，由几何知识求出半径．定圆心角，求时间．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、BD；；；；【解析】

该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB，以及物体通过B点的速度大小，在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据；由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容。【详解】（1）根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离H，故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确。故选BD。

（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；

故；

（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH=mv2；

即：2gH=（）2

解得：，那么该直线斜率k0=。

（4）乙图线=kH，因存在阻力，则有：mgH-fH=mv2；

所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为；【点睛】考查求瞬时速度的方法，理解机械能守恒的条件，掌握分析的思维，同时本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。12、3.40静止D【解析】

（1）[1]因游标尺是20分度的，则游标卡尺的精确度为0.05mm，则其读数（2）[2]调整气垫导轨下螺丝，直至气垫导轨工作时滑块轻放在导轨上能静止，表明导轨水平。（3）[3]动能的增量重力势能的减小量机械能守恒需要验证动能的增量等于重力势能的减小量，